JP6065698B2 - 液体噴射ヘッドモジュール、及び、液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドモジュール、及び、これを備えた液体噴射装置に関し、特に、複数の単位ヘッドおよび各単位ヘッドに液体を供給する流路ユニットを固定部材に備えて構成される液体噴射ヘッドモジュール、及び、液体噴射装置に関するものである。

液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

近年、上記プリンターには、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッド）を備え、この記録ヘッドにインクを供給する流路ユニット（サブタンクあるいは自己封止弁とも呼ばれる）が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。この流路ユニットは、インクカートリッジ等のインク供給源からのインクを受けて記録ヘッド側に送る流路を内部に有すると共に、当該流路の途中にインクの供給圧力を一定の範囲に調整する圧力調整機構を備えて構成されている。圧力調整機構は、インクの供給・非供給を切り替えるバルブと、流路部材内の圧力変化に応じて変位してバルブを開閉するフィルム等の可撓部材を有している。すなわち、流路部材の少なくとも一面には、可撓部材が設けられている。

特開２０１２−１１１０４４号公報

近年では、上記の記録ヘッドを単位ヘッドとして金属製のフレーム（固定部材）に複数固定してモジュール化されたものも提案されている。従来のヘッドモジュールでは、上記の圧力調整機構を有する流路ユニットが単位ヘッド毎に設けられていた。このため、ヘッドモジュールは、搭載される単位ヘッドの数に比例して大型化する傾向にあった。その一方で、当該ヘッドモジュールの小型化の要請がある。特に、プリンターの高さを抑える要請に対応して、ヘッドモジュールの高さを抑える必要性が生じてきた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘッドモジュールの小型化、特に、高さを抑えることが可能な液体噴射ヘッドモジュール、及び、これを備えた液体噴射装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、内部に形成された液体流路に液体を導入し、当該液体をノズル面に開設したノズルから噴射する単位ヘッドと、
単位ヘッドが第１面側に複数固定される固定部材と、
液体供給源からの液体を受けて当該液体を前記固定部材に固定されている各単位ヘッドに分配する共通流路を単位ヘッドの並設方向に沿って一連に有し、固定された単位ヘッドの前記ノズル面とは反対側に位置する前記固定部材の装着面に取り付けられる共通流路ユニットと、
を備え、
前記単位ヘッドは、前記共通流路ユニット側からの液体を前記液体流路内に第１の多孔質部材を介して導入する導入部を有し、
前記共通流路ユニットは、前記共通流路から前記単位ヘッドに供給する液体の圧力を制御する圧力制御部を単位ヘッド毎に対応して個別に有するとともに、当該圧力制御部からの液体が第２の多孔質部材を介して導出される導出部を有し、
前記圧力制御部は、液体の供給又は非供給を切り替えるバルブと、当該圧力制御部内の圧力変化に応じて変位して前記バルブを開閉する可撓部材を有し、
前記可撓部材は、前記共通流路ユニットにおける前記固定部材側とは反対側の面に設けられ、
前記固定部材は、前記共通流路ユニットの前記導出部が接続される入口側接続部と、前記単位ヘッドの前記導入部が接続される出口側接続部と、前記入口側接続部と前記出口側接続部とを連通する連通流路と、を有し、
前記入口側接続部は、前記導出部の前記第２の多孔質部材が当接される第３の多孔質部材を備え、
前記出口側接続部は、前記導入部の前記第１の多孔質部材が当接される第４の多孔質部材を備え、
前記第２の多孔質部材と前記第３の多孔質部材との面接触、および、前記第１の多孔質部材と第４の多孔質部材との面接触により液体を供受することを特徴とする。

この構成によれば、液体供給源からの液体を単位ヘッドに供給する共通流路および単位ヘッド毎に対応した圧力制御部を備える共通流路ユニットを各単位ヘッドに共通な部材とし、また、圧力制御部の可撓部材を共通流路ユニットにおける固定部材側とは反対側の面に設けたので、圧力制御部を備える流路ユニットを単位ヘッド毎に個別に備える構成と比較してヘッドモジュール全体の高さを抑えることが可能となる。特に、圧力制御部内の圧力変化に対する応答性を確保するのにある程度の面積が必要な可撓部材を、共通流路ユニットにおける固定部材側とは反対側の面に設けることで、可撓部材の動作に必要な面積についてはノズル面と略平行な横方向において確保することができるので、流路ユニットの厚さ（固定部材との積層方向における寸法）については、可撓部材の面積に制約されることなくできるだけ低く抑えることができる。
また、共通流路ユニットと固定部材との間の液体の供受、および、固定部材と単位ヘッドとの間の液体の供受を、多孔質部材同士の面接触により行うので、中空針状の部材を用いて液体の供受を行う構成と比較してより省スペース化が可能となる。
したがって、これらの構成の組み合わせにより、ヘッドモジュール全体の高さを低減することが可能となる。

上記構成において、前記液体供給源と前記共通流路ユニットとの間を接続する流路の途中に当該流路内の液体を濾過するフィルターが設けられた構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、共通流路ユニットの内部にフィルターが設けられる構成を比較して、共通流路ユニット内にフィルターの設置スペースが不要となり、その分、共通流路ユニットの小型化が可能となる。その結果、ヘッドモジュール全体の小型化に寄与する。また、フィルターの交換時に共通流路ユニットを固定部材から取り外す必要が無いので交換作業性が向上する。

また、前記固定部材は、前記共通流路ユニットが取り付けられる装着面を有する第１固定部材と、当該第１固定部材の前記装着面とは反対側の面から突設され、当該面に対して垂直な固定面を有する第２固定部材と、を有し、
前記各単位ヘッドは、単位ヘッド並設方向において互い違いとなるように前記第２固定部材の両側の固定面にそれぞれ固定された構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、固定部材が、第１固定部材と第２固定部材とが交差するように組み合わせられているので、何れか一方のみの構成と比較して固定部材全体の剛性が向上する。したがって、固定部材に固定されている単位ヘッドの位置精度、特にノズルの位置精度を確保することが可能となる。

また、上記構成において、前記単位ヘッドは、前記ノズル面とは反対側の面に前記導入部を有し、
前記出口側接続部は、前記固定部材の各単位ヘッドに臨む面の前記導入部と対向する位置に配置された構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、導入部が、単位ヘッドのノズル面とは反対側の面に設けられ、当該単位ヘッドの側面には位置しないので、その分、ヘッドモジュールの幅方向、具体的には、単位ヘッドの並設方向に交差する方向の寸法を抑えることが可能となり、ヘッドモジュール全体の幅を抑えることが可能となる。

また、前記出口側接続部は、前記第２固定部材の前記固定面側に設けられ、
前記単位ヘッドは、前記固定面に対して取り付けられる側の面における前記出口側接続部と対向する位置に前記導入部を有する構成を採用することもできる。

この構成によれば、単位ヘッドのノズル面とは反対側の面に導入部が位置しないので、その分、高さ方向の寸法を抑えることが可能となり、ヘッドモジュール全体の高さをさらに抑えることが可能となる。

さらに、本発明の液体噴射装置は、上記何れかの構成の液体噴射ヘッドモジュールを備えたことを特徴とする。

プリンターの内部構成を説明する模式図である。 ヘッドモジュールの分解斜視図である。 閉弁状態におけるヘッドモジュールの長手方向の要部断面図である。 開弁状態におけるヘッドモジュールの長手方向の要部断面図である。 ヘッドモジュールの短尺方向の要部断面図である。 第２の実施形態におけるヘッドモジュールの短尺方向の要部断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明の液体噴射装置として、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、単位ヘッド）を複数固定してなるヘッドモジュール２を搭載したインクジェット式プリンター（以下、プリンター）を例に挙げる。

図１は、プリンター１の内部構成を説明する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。このプリンター１は、例えばロール紙等の記録紙６（記録媒体或いは着弾対象物の一種）の幅方向（記録紙の搬送方向に略直交する方向）に沿って長尺なヘッドモジュール２と、記録紙６を搬送ベルト１１に供給する給紙ローラー４と、給紙ローラー４を駆動する給紙モーター９と、搬送ベルト１１によって記録紙６を搬送する搬送機構５と、インクを貯留したインクカートリッジ１０（液体供給源の一種）と、を備えている。本実施形態におけるプリンター１は、記録動作の際に記録紙６の搬送のみを行い、当該記録紙６の幅方向におけるヘッドモジュール２の走査を伴わない所謂ラインヘッド型インクジェット記録装置である。

給紙ローラー４は、搬送機構５の上流側に配設され、図示しない給紙部から給紙された記録紙６を狭持した状態で互いに反対方向に同期回転可能な上下一対のローラー４ａ，４ｂにより構成されている。この給紙ローラー４は、給紙モーター９からの動力で駆動され、記録紙６を搬送機構５側に供給するように構成されている。搬送機構５は、搬送ベルト１１の駆動源である搬送モーター１２と、搬送モーター１２から動力が伝達される駆動ローラー１３と、駆動ローラー１３よりも上流側に配設された従動ローラー１４と、これらの駆動ローラー１３及び従動ローラー１４の間に張設される無端状の搬送ベルト１１と、記録紙６を搬送ベルト１１側に押圧する圧接ローラー１６と、により構成されている。圧接ローラー１６は、搬送ベルト１１を挟んで従動ローラー１４の直上に配設され、搬送ベルト１１に当設している。

インクカートリッジ１０とヘッドモジュール２のサブタンク２７（共通流路ユニットの一種。図２参照）とは、例えば、シリコーン樹脂等の可撓性を有する部材から作製された供給チューブ１９によって接続されている。このインクカートリッジ１０内に貯留されているインクは、図示しないポンプによって供給チューブ１９を通じてヘッドモジュール２側に圧送される。本実施形態においては、この供給チューブ１９の途中に、フィルターユニット２０が設けられている。図２に示すように、フィルターユニット２０は、一対の分割可能なフィルターケース２０ａ，２０ｂの内部に、フィルター２１を収容するフィルター収容部２２が形成された部材である。フィルター２１は、供給チューブ１９内を流れるインクを濾過する部材であり、異物や気泡がヘッドモジュール２側に流入することを抑制する。このフィルター２１としては、例えば、薄手の金属板に複数の貫通穴が開設されたものや、金属がメッシュ状に細かく編み込まれたものが用いられる。フィルター収容部２２は、上側ケース２０ａの内部に形成されて上流側（インクカートリッジ１０側）からフィルター２１の配設側（下流開口側）に向けて拡径した第１の収容部（図示せず）と、下側ケース２０ｂの内部に形成されてフィルター２１の配設側（上流開口側）から下流側（ヘッドモジュール２側）に向けて縮径した第２の収容部と、により構成されている。これらの第１の収容部と第２の収容部との間に挟まる形でフィルター２１が配設される。

フィルター２１は、メンテナンス時など必要に応じて取り外し・交換が可能となっている。従来のヘッドモジュールでは、フィルターがサブタンクなどの流路部材に設けられていたのに対し、本発明に係るサブタンク２７自体にはフィルターが設けられておらず、当該サブタンク２７の外部にいわゆる外付けの形でフィルターユニット２０内にフィルター２１が設けられている。このような構成を採用することにより、フィルター２１の交換時にサブタンク２７をフレーム２５（固定部材の一種）から取り外す必要が無いので交換作業性が向上し、また、フィルター２１の設置スペースが流路部材内に無い分、サブタンク２７の小型化に寄与することが可能となる。したがって、ヘッドモジュール２の全体の小型化に寄与する。なお、本実施形態においては、便宜上、一種類のインクに対応する構成を例示したが、複数種類（複数色）のインクを扱う構成においては、供給チューブ１９およびフィルターユニット２０（フィルター２１）は、インクの種類毎にそれぞれ設けられる。当該構成において、フィルターユニット２０の本体について各種のインクに共通のものとし、その内部の流路およびフィルター２１が、インクの種類毎にそれぞれ個別に設けられる構成とすることもできる。

図２は、本実施形態におけるヘッドモジュール２の構成を説明する分解斜視図である。また、図３は閉弁状態におけるヘッドモジュール２の長手方向（単位ヘッド列設方向）の要部断面図であり、図４は閉弁状態におけるヘッドモジュール２の長手方向の要部断面図である。また、図５は、ヘッドモジュール２の短尺方向の断面図である。なお、図３および図４においては、単位ヘッド１つ分に対応する構成を示している。
本実施形態におけるヘッドモジュール２は、例えばステンレス鋼等の金属製のフレーム２５に、複数の単位ヘッド２６および各単位ヘッド２６に共通のサブタンク２７が取り付けられて構成されている。フレーム２５は、記録紙６の搬送方向に対して交差（直交）する方向に長尺なベースフレーム３０（第１固定部材の一種）と、当該ベースフレーム３０の下面（サブタンク２７が取り付けられる装着面である上面とは反対側の面）から下方（記録動作時における記録紙６側あるいはインク噴射側）に向けて突設された固定フレーム３１（第２固定部材の一種）とから側方視でＴ字状に組み合わせられた形状を呈している。したがって、固定フレーム３１の前後の面は、ベースフレーム３０の上下の面に対して垂直となっている。この固定フレーム３１の前後の面は、単位ヘッド２６が取り付けられる固定面となっている。そして、一方の固定面が記録紙６の搬送方向上流側を向き、他方の固定面が記録紙６の搬送方向の下流側を向く姿勢で、ヘッドモジュール２がプリンター１の装置内に配設されている。このように、フレーム２５が、ベースフレーム３０と固定フレーム３１とが交差するように組み合わせられているのでフレーム２５の剛性が向上する。したがって、フレーム２５に固定されている単位ヘッド２６の位置精度、特にノズル４２の位置精度を確保することが可能となる。

固定フレーム３１の固定面には、複数の単位ヘッド２６が、ノズル４２が形成されたノズル面（ノズルプレート）が記録動作時の記録媒体側を向く姿勢でフレーム２５の長尺方向に沿ってそれぞれ取り付けられている。本実施形態においては、固定フレーム３１の前後の固定面にそれぞれ４つずつ合計８つの単位ヘッド２６がネジ留めにより固定される。一方の固定面の単位ヘッド２６と他方の固定面の単位ヘッド２６とは、フレームの長尺方向で互い違いとなるように配置されている。

単位ヘッド２６は、ヘッドケース３３とヘッドチップ３４とにより構成されている。ヘッドケース３３は、内部にケース流路３５が形成された中空箱体状の部材である。ヘッドケース３３の両側には、当該ヘッドケース３３の厚みよりも厚みが薄いフランジ部３３ａ，３３ｂがそれぞれ設けられている。このフランジ部３３ａ，３３ｂには、固定フレーム３１のヘッド固定部分に開設された止着穴４１に対応して、ネジ等の止着部材が挿通される取付穴４０が開設されている。ヘッドケース３３の内部に形成されたケース流路３５は、上記のサブタンク２７側から送られてくるインクをヘッドチップ３４側に導入する流路である。本実施形態におけるケース流路３５は、ノズル列設方向（フレーム長手方向）の両側に１本ずつ設けられた合計２本の導入側流路３５ａ，３５ｂと、当該導入側流路３５ａ，３５ｂとそれぞれ連通し、下流端がヘッドチップ３４のリザーバー３６と連通する導出側流路３５ｃとにより構成されている。本実施形態における導入側流路３５ａ，３５ｂの上流端は、ヘッドケース３３の上面（ノズル４２が形成されたノズル面とは反対側の面）にそれぞれ開口している。これらの開口縁部には当該開口を囲繞する円筒状の導入部３７がそれぞれ突設されている。この導入部３７の内部には、複数の間隙を有する部材、例えば、スポンジ等の発泡素材、繊維束、或いはフィルター等からなる多孔質部材３８（第１の多孔質部材に相当）が収容されている。

ヘッドチップ３４は、複数のノズル４２が開設されたノズルプレート、各ノズル４２に連通する圧力室を含む個別流路や各個別流路に共通な液室空部であるリザーバー３６等が形成された流路形成部材、および、個別流路内のインクに圧力変動を生じさせる圧電素子等の圧力発生手段（アクチュエーター）等（何れも図示せず）が積層されて構成されている。ヘッドチップ３４内の個別流路やリザーバー３６、ヘッドケース３３内のケース流路３５は、本発明における液体流路に相当する。サブタンク２７側からフレーム２５の連通流路を通じて送られてくるインクは、上記の導入部３７内の多孔質部材３８を介してケース流路３５に流入し、さらにケース流路３５からリザーバー３６に導入されてから当該リザーバー３６から各個別流路に分配される。そして、圧力発生手段を駆動することで個別流路内に圧力変動が生じ、この圧力変動によってノズル４２からインク滴が噴射される。ノズル４２は、印刷対象である記録紙６の幅方向（搬送方向に交差する方向）におけるドット形成密度に対応したピッチで列設されてノズル列（ノズル群）を構成している。そして、フレーム２５に固定されている各単位ヘッド２６の各ノズル列の全長は、記録紙６の最大幅に対応する長さに設定されている。

本実施形態におけるサブタンク２７は、ポリプロピレン等の合成樹脂によって成型された、直方体状の本体２７′の内部に、各単位ヘッド２６に共通な共通流路４４と、単位ヘッド２６毎に個別に設けられた複数の圧力制御部４５とが形成された部材である。この共通流路４４は、本体２７′の長手方向の一端（供給チューブ１９との接続側）から他端側に設けられた単位ヘッド２６に対応する圧力制御部４５に向けて一連に形成されている。図３および図４においては、圧力制御部４５よりも奥側の左右方向に沿って共通流路４４が延在している。そして、各圧力制御部４５は共通流路４４とそれぞれ個別に連通している。なお、数種類（複数色）のインクを扱う構成では、インクの種類毎にそれぞれ独立した流路が設けられる。

圧力制御部４５は、単位ヘッド２６に供給するインクの供給圧を所定の範囲内に維持する機構である。本実施形態においては、固定フレーム３１に固定されている各単位ヘッド２６が、当該固定フレーム３１を間に挟んでフレーム長手方向に互い違いに配置されているので、本体２７′における各圧力制御部４５も、これらの単位ヘッド２６に対応して互い違いで本体２７′の幅方向に２列並設されている。各圧力制御部４５は、導入室４６、バルブ４７、圧力調整室４８等をそれぞれ備えている。導入室４６は、本体２７′の下面寄りの位置に設けられた空部であり、共通流路４４と連通している。また、導入室４６は、連通口４９を介して圧力調整室４８と連通している。この導入室４６の内部には、バルブ４７と、当該バルブ４７を圧力制御室４８側に付勢する付勢部材５０が収容されている。

バルブ４７は、導入室４６側から連通口４９を通じて圧力調整室４８へのインクの導入を許容する開弁状態（図４に示す状態）と、圧力調整室４８へのインクの導入を遮断する閉弁状態（図３に示す状態）と、に変換可能に構成されており、コイルバネから成る付勢部材５０によって閉弁位置側へ付勢されている。このバルブ４７は、円柱状の軸部５１と、この軸部５１の基端側に設けられた略円盤状のプレート部５２とにより構成されている。軸部５１の外径は、連通口４９の内径よりも小さくなるように形成されている。そして、この軸部５１の先端部は、連通口４９を通じて圧力調整室４８内に挿入されている。そして、この軸部５１の外周面と連通口４９の内周面との間の隙間を介して、導入室４６側からのインクが圧力調整室４８内に導入されるようになっている。一方、円盤状のプレート部５２の外径は、連通口４９の内径よりも大きく設定されている。このため、閉弁状態において連通口４９の導入室４６側の開口縁部にプレート部５２が密着すると、連通口４９の開口を塞いでインクの侵入を阻止するように構成されている。

付勢部材５０は、バルブ４７のプレート部５２に当接してバルブ４７を圧力調整室４８側に付勢し、圧力調整室４８が所定圧力に減圧されるまで閉弁状態を保持するようになっている。即ち、付勢部材５０によって導入室４６の天井面側に付勢されるバルブ４７は、付勢部材５０の弾性力に抗する応力を受けない限り、プレート部５２が連通口４９の開口周縁部に密着する閉弁位置に保持される。そして、この閉弁位置では、バルブ４７は、導入室４６側から圧力調整室４８側へのインクの流入を遮断する。

圧力調整室４８は、本体２７′の上面（ベースフレーム３０側とは反対側）に開口した凹部である。この圧力調整室４８の上面側開口を塞ぐ状態で、可撓性を有するフィルム５３（可撓部材に相当）が本体２７′の上面に貼着されている。このフィルム５３は、圧力調整室４８内の圧力変化に応じて変位可能とするべく、軟質であると共に、水分透過度や、酸素や窒素透過度の低い材質であることが求められる。このため、本実施形態におけるフィルム５３は、内側（圧力調整室４８または導入室４６側）から順に、ポリプロピレンフィルム層、シリカ（ＳｉＯ_２）からなるバリア層、およびポリエチレンテレフタラートからなる補強層を積層してラミネートした３層構造となっている。

フィルム５３の略中央部には、当該フィルム５３と比較して硬質の材料により形成された受圧板５５が取り付けられている。本実施形態における受圧板５５は、ポリエチレンやポリプロピレン等のプラスチック材料によって、圧力調整室４８の開口面積よりも小さい面積の板状に形成されている。この受圧板５５は、フィルム５３が本体２７′に取り付けられる前の段階で、当該フィルム５３に対して熱溶着等により予め取り付けられる。この受圧板５５は、圧力調整室４８内の圧力変化に応じてフィルム５３が変位すると当該フィルム５３に伴って変位する。すなわち、圧力調整室４８内の圧力が低下するのに応じてフィルム５３がバルブ４７側に変位すると、受圧板５５もバルブ４７側に変位して、当該バルブ４７を開弁側（導入室４６側）に押圧する。なお、フィルム５３に対して受圧板５５が設けられない構成もある。すなわち、フィルム５３がバルブ４７を直接押圧する。何れの構成であってもフィルム５３が、直接的または間接的にバルブ４７を開閉する。

供給流路４４の延在方向における導入室４６を間に挟んだ両側には、導出路５６がそれぞれ設けられている。この導出路５６の上端は圧力調整室４８と連通し、導出路５６の下端は本体２７′の下面側に突設された円筒状の導出部５７と連通している。導出部５７の内部には、多孔質部材５８（第２の多孔質部材に相当）が収容されている。そして、圧力調整室４８側から導出路５６を流下してきたインクは、導出部５７の多孔質部材５８に吸収され保持される。

フレーム２５のベースフレーム３０には、サブタンク２７の各導出部５７および各単位ヘッド２６の各導入部３７に対応して、当該ベースフレーム３０の厚み方向に窪んだ接続部６０，６１が形成されている。すなわち、サブユニット２７の装着面であるベースフレーム３０の上面（固定された単位ヘッド２６のノズル面とは反対側に位置する装着面に相当）側には、当該サブタンク２７における各圧力制御部４５の導出部５７に対応する位置に入口側接続部６０がそれぞれ形成されている。また、単位ヘッド２６の配設側であるベースフレーム３０の下面側には、各単位ヘッド２６の導入部３７に対応する位置に出口側接続部６１がそれぞれ形成されている。すなわち、フレーム２５における各単位ヘッド２６に臨む面の導入部３７と対向する位置に出口側接続部６１が配置されている。入口側接続部６０は、ベースフレーム３０にサブタンク２７が取り付けられた状態で、当該サブタンク２７の導出部５７が嵌合可能な大きさに設定された凹部である。同様に、出口側接続部６１は、固定フレーム３１に単位ヘッド２６が固定された状態で当該単位ヘッド２６の導入部３７が嵌合可能な大きさに設定された凹部となっている。入口側接続部６０の内部には、多孔質部材６３ａ（第３の多孔質部材に相当）が配設されている。同様に、出口側接続部６１の内部には、多孔質部材６３ｂ（第４の多孔質部材に相当）が配設されている。そして、平面視で位置が重なる入口側接続部６０と出口側接続部６１とは、連通流路６４を介して互いに連通している。

ベースフレーム３０にサブタンク２７が取り付けられる際に導出部５７が入口側接続部６０嵌合すると、導出部５７内の多孔質部材５８と入口側接続部６０内の多孔質部材６３ａとが弾性接触する。この状態では、多孔質部材５８に染み込み保持されていたインクが多孔質部材６３ａ側に移動し、さらに連通流路６４を流下して出口側接続部６１内の多孔質部材６３ｂに吸収・保持される。同様に、固定フレーム３１に単位ヘッド２６が固定されて当該単位ヘッド２６の導入部３７が出口側接続部６１に嵌合すると、出口側接続部６１内の多孔質部材６３ｂと導入部３７内の多孔質部材３８とが弾性接触する。この状態では、多孔質部材６３ｂに保持されていたインクが多孔質部材３８側に移動して単位ヘッド２６内に導入される。単位ヘッド２６内に導入されたインクは、ケース流路３５を流下してリザーバー３６に導入され、当該リザーバー３６から各個別流路に分配される。なお、流路の接続部分に関し、本実施形態においては、ベースフレーム３０側の接続部（接続部６０，６１）を凹形状、サブタンク２７および単位ヘッド２６の接続部（３７，５７）を凸形状とした構成を例示したが、これには限られない。例えば、凹凸の関係が逆でも良いし、凸同士で接続する構成であっても良い。

上記の圧力制御部４５では、バルブ４７によって圧力調整室４８へのインクの流入が遮断されると、圧力調整室４８の内圧が、単位ヘッド２６によるインクの消費によって徐々に低下する。圧力調整室４８内が所定圧力（単位ヘッド２６がインクの噴射に支障を来す虞の無い最小圧力）まで減圧されると、フィルム５３が圧力調整室４８の内側に撓み、受圧板５５を介して閉弁位置にあるバルブ４７の軸部５１の先端部を押圧し、付勢部材５０の付勢力に抗しながらバルブ４７を開方向（導入室４６側）に移動させる（図４）。これにより、バルブ４７のプレート部５２が連通口４９の開口周縁部から離間して密着状態が解除された位置（開弁位置）までバルブ４７が変位する。この開弁位置では、導入室４６側から連通口４９を通じて圧力調整室４８内へのインク流入が許容される。圧力調整室４８内にインクが導入されると、この圧力調整室４８の内圧は、上記最小圧力から昇圧される。圧力調整室４８の内圧が昇圧されると、フィルム部材４２が、圧力調整室４８の上側（一側）に向かって変位する。これにより、バルブ４７が付勢部材５０の弾性力によって圧力調整室４８側に向かって移動し、再び閉弁位置に変位して圧力調整室４８へのインクの流入を遮断する。圧力調整室４８に流入したインクは、導出路５８からフレーム２５の連通流路６４を介して単位ヘッド２６側に供給される。

以上のように、本発明に係るヘッドモジュール２では、フレーム２５に固定される複数の単位ヘッド２６に共通な共通流路４４が形成されるとともに圧力制御部４５を単位ヘッド２６毎に個別に備えるサブタンク２７を設け、当該サブタンク本体２７′の上面（ベースフレーム３０に対する接合側とは反対側）側に、圧力制御部４５の弁を開閉する可撓部材を設けたので、単位ヘッド毎に個別にサブタンクが設けられる従来の構成と比較して、サブタンク２７設置領域の省スペース化、特に、高さ方向の寸法を抑えることができる。特に、圧力制御部４５内の圧力変化に対する応答性を確保するのにある程度の面積が必要なフィルム５３を、サブタンク２７におけるフレーム２５側とは反対側の上面に設けることで、フィルム５３の動作に必要な面積については平面方向（ノズル面に略平行な横方向、特に、ヘッド並設方向）において確保することができるので、サブタンク２７の厚さ（高さ）については、フィルム５３の面積に制約されることなくできるだけ低く抑えることができる。また、サブタンク２７とフレーム２５との間のインクの供受、および、フレーム２５と単位ヘッド２６との間のインクの供受を、多孔質部材同士の面接触により行う構成であるので、中空針状の部材を用いてインクの供受を行う構成と比較してより省スペース化が可能となる。
したがって、これらの構成の組み合わせにより、ヘッドモジュール２の全体の高さを低減することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、単位ヘッド２６の導入部３７が、当該単位ヘッドの上面に設けられて側面には位置しないので、その分、横方向、具体的には、単位ヘッドの並設方向に交差する方向の寸法を抑えることが可能となる。すなわち、本実施形態においては、図５に示すように、固定フレーム３１に対して単位ヘッド２６を密着させて固定することができるので、フレームの短尺方向（幅方向）における寸法を抑えることが可能となる。

図６は、本発明の第２の実施形態について説明するヘッドモジュール２のフレーム２５の短尺方向（支持部プレート３１の厚さ方向）における断面図である。上記の第１の実施形態では、フレーム２５側の出口側接続部６１が、ベースフレーム３０の下面に設けられ、単位ヘッド２６側の導入部３７が、ノズル面とは反対側の上面において、フレーム２５に対する固定状態でベースフレーム３０の下面に設けられた出口側接続部６１と対向する位置に設けられた構成、すなわち、単位ヘッド２６に対してインクが縦方向から導入される構成を例示したが、これには限られない。本実施形態においては、図６に示すように、フレーム２５側の出口側接続部６１が、固定フレーム３１のヘッド取付面における各単位ヘッド２６の取り付け位置に対応して設けられている。したがって、ベースフレーム３０の上面側の入口側接続部６０と固定フレーム３１側の出口側接続部６１とを連通する連通流路６４は、フレーム２５の内部で当該フレーム２５の形状に倣ってクランク状に屈曲され、ベースフレーム３０から固定フレーム３１に渡って形成されている。また、単位ヘッド２６側の導入部３７は、ヘッドケース３３の固定フレーム３１に対する取付側の側面おいて、当該固定フレーム３１側の出口側接続部６１と対向する位置に設けられている。当該構成では、単位ヘッド２６の側面から（横方向から）インクが導入される。なお、他の構成については上記の第１の実施形態と同様である。第１の実施形態では単位ヘッド２６における上面に設けられていた導入部３７を、第２の実施形態ではヘッドケース３３の側面に設けたので、その分、単位ヘッド２６の高さを低くすることができる。したがって、単位ヘッド２６を、ベースフレーム３０側により近づけて固定することができる。その結果、ヘッドモジュール全体の高さの低減に寄与することが可能となる。

なお、フレーム２５に関し、上記各実施形態では、ベースフレーム３０と固定フレーム３１とを組み合わせた構成を例示したが、これには限られず、固定フレーム３１が無いベースフレーム３０のみの構成とすることもできる。この場合、ベースフレーム３０の下面（第１面）に対して単位ヘッド２６が固定され、上記第１の実施形態のように、単位ヘッド２６へのインクの供受が縦方向で行われる構成となる。

また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。また、上述した実施形態では、インクジェットプリンターに搭載されるヘッドモジュール２を例示したが、上記構成のヘッドモジュールを採用するものであれば、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。

１…プリンター，１４…ヘッドモジュール，１０…インクカートリッジ，１９…供給チューブ，２０…フィルターユニット，２１…フィルター，２５…フレーム，２６…単位ヘッド，２７…サブタンク，３０…ベースフレーム，３１…固定フレーム，３３…ヘッドケース，３４…ヘッドチップ，３５…ケース流路，３６…リザーバー，３７…導入部，３８…多孔質部材，４２…ノズル，４４…共通流路，４５…圧力制御部，４６…導入室，４７…バルブ，４８…圧力調整室，４９…連通口，５０…付勢部材，５３…フィルム，５５…
受圧板，５６…導出路，５７…導出部，５８…多孔質部材，６０…入口側接続部，６１…出口側接続部，６３…多孔質部材，６４…連通流路

Claims (6)

1. 内部に形成された液体流路に液体を導入し、当該液体をノズル面に開設したノズルから噴射する単位ヘッドと、
   単位ヘッドが複数固定される固定部材と、
   液体供給源からの液体を受けて当該液体を前記固定部材に固定されている各単位ヘッドに分配する共通流路を単位ヘッドの並設方向に沿って一連に有し、固定された単位ヘッドの前記ノズル面とは反対側に位置する前記固定部材の装着面に取り付けられる共通流路ユニットと、
   を備え、
   前記単位ヘッドは、前記共通流路ユニット側からの液体を前記液体流路内に第１の多孔質部材を介して導入する導入部を有し、
   前記共通流路ユニットは、前記共通流路から前記単位ヘッドに供給する液体の圧力を制御する圧力制御部を単位ヘッド毎に対応して個別に有するとともに、当該圧力制御部からの液体が第２の多孔質部材を介して導出される導出部を有し、
   前記圧力制御部は、液体の供給又は非供給を切り替えるバルブと、当該圧力制御部内の圧力変化に応じて変位して前記バルブを開閉する可撓部材を有し、
   前記可撓部材は、前記共通流路ユニットにおける前記固定部材側とは反対側の面に設けられ、
   前記固定部材は、前記共通流路ユニットの前記導出部が接続される入口側接続部と、前記単位ヘッドの前記導入部が接続される出口側接続部と、前記入口側接続部と前記出口側接続部とを連通する連通流路と、を有し、
   前記入口側接続部は、前記導出部の前記第２の多孔質部材が当接される第３の多孔質部材を備え、
   前記出口側接続部は、前記導入部の前記第１の多孔質部材が当接される第４の多孔質部材を備え、
   前記第２の多孔質部材と前記第３の多孔質部材との面接触、および、前記第１の多孔質部材と第４の多孔質部材との面接触により液体を供受することを特徴とする液体噴射ヘッドモジュール。
2. 前記液体供給源と前記共通流路ユニットとの間を接続する流路の途中に当該流路内の液体を濾過するフィルターが設けられたことを特徴とする請求項１の液体噴射ヘッドモジュール。
3. 前記固定部材は、前記共通流路ユニットが取り付けられる装着面を有する第１固定部材と、当該第１固定部材の前記装着面とは反対側の面から突設され、当該面に対して垂直な固定面を有する第２固定部材と、を有し、
   前記各単位ヘッドは、単位ヘッド並設方向において互い違いとなるように前記第２固定部材の両側の固定面にそれぞれ固定されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドモジュール。
4. 前記単位ヘッドは、前記ノズル面とは反対側の面に前記導入部を有し、
   前記出口側接続部は、前記固定部材の各単位ヘッドに臨む面の前記導入部と対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドモジュール。
5. 前記出口側接続部は、前記第２固定部材の前記固定面側に設けられ、
   前記単位ヘッドは、前記固定面に対して取り付けられる側の面における前記出口側接続部と対向する位置に前記導入部を有することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッドモジュール。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドモジュールを備えた液体噴射装置。

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